PCB设计:加成法制造注意事项

time : 2022-06-14 11:25       编辑:凡亿pcb

虽然我不是专业电路板设计师,但我想分享加成法制造对电路板设计师意味着什么,尤其是与阻焊的关系。以下是我认为设计师需要考虑的一些重要因素。
电路板设计
1.阻焊的界定
从本质上讲,任何EDA工具提供的界定都是不正确的;CAM矢量文件指定了假设连续表面的偏离。到目前为止,阻焊工艺一直以减成法的形式出现。SUSS MicroTec企业开发了前端JETxSMFE,可以在CAM工作站上运行,以简化制造过程。该App可解读所有相关信息,并能够正确管控传入文件的详细内容。
 
2.喷墨阻焊工艺的优势
喷墨阻焊工艺的优势之一是可避免填充任何孔或导通孔。业内有些人可能无法做到完全“掩蔽”。尽管如此,行业普遍认为无阻焊膜的导通孔提高了PCB的可靠性。根据制造惯例,未标注的钻孔可能仍加阻焊膜,会导致打印台上有油墨。这不是大问题,因为刮刀可以轻松去除多余的阻焊油墨,还可以更换工作台或其衬底(如果存在)。但是,这两种解决方案都会导致短暂的停机。长话短说,如果想使生产车间工作顺利,务必在设计中说明所有钻孔的要求。
 
3.阻焊桥规则
层压板上的阻焊层走线将附近的两个铜焊盘隔开。这种图形表示非阻焊层限定(non-solder mask defined,简称NSMD)的焊盘设计选择。然而这种选择有几个限制因素,造成了对窄阻焊坝的人为需求。从数字开始:想象两个焊盘,相距200µm,没什么特别的。这两者之间的阻焊桥最大尺寸是多少?假设使用LDI工艺,则其尺寸来自应用该技术的最新约束。该200µm间距随激光束宽度加上两倍的对准精度而减小(下降到100µm)。任何更具挑战性的焊盘距离也将使界定阻焊桥规则变得更加困难。
 
根据这一推理,许多用传统技术构建50µm或以下阻焊桥的要求似乎是合理的。那么如何处理喷墨打印呢?它加入到最后1微米的挑战中了吗?不,相反,它挑战了最初的设计选择并引发了争论:阻焊层限定(solder mask defined,简称SMD)的焊盘还是NSMD焊盘?两者都不是。相反,它是焊盘限定的阻焊膜(pad-defined solder mask,简称PDSM)。但是,这个首字母缩略词尚未得到行业确认,所以用GOOGLE搜索不到。喷墨打印是一种由体积驱动的涂覆技术,这意味着填充间隙是可能的,甚至鼓励使用这种方法。
 
4.界定厚度
厚度可控意味着涂层保形性和与表面形态无关的平整度之间的关系。哪种厚度设计方案更符合阻焊要求?PCB设计师人员要确切了解阻焊的功能。“喷墨升级”总结了基本常识:虽然没有阻焊层的铜会氧化,但层压板不会;没有阻焊层的高压铜走线可能会造成短路,而裸层压板不会,因此层压板不需要阻焊层。目前阻焊涂层的原因是方便(较少使用显影剂)和提供支撑任何模板框架。第一个问题不再是问题,因为喷墨不使用显影化学药水;第二个问题上喷墨更有吸引力、可形状网格或阵列,显著减少涂覆材料,提供相同的支撑。
 
将恒定涂层厚度的理念与PDSM相结合,可为球栅阵列(BGA)结构构建新的密度。
 
5.设计规则检查
这里有一系列的考虑因素,属于设计规则检查的范畴,最终由CAMApp完成检查。然而,以下说明可避免产生制造商误解。设计师必须了解:
 
阻焊层具有最小半径,很大程度上其取决于所选的喷墨设备。
 
阻焊特征之间的最小可行间隙小于最小可行的打印阻焊特征。
 
较薄的阻焊层允许更小的特征尺寸,反之,较厚的铜层或厚阻焊层会增加最小特征尺寸。
 
窄阻焊层的剖面类似于圆顶。传统的矩形剖面不再存在,取而代之的是无边缘、无空腔的轮廓,从而提高了机械及化学稳定性。
 
阻焊结构基于层。这意味着,也可以在阻焊层顶部添加其他几何特征,用于元件的机械支撑或点涂涂层限制。
 
如前所述,目前CAM解决方案能处理阻焊层厚度、铜厚度和钻孔等细节,但不能定义其正确位置。最理想的方案应该是在CAMApp或在设计工具中集成并融为一体,可以定义元件在每个位置上所需的阻焊厚度。设计师将在元件级添加一切信息,以防止出现墓碑效应。
 
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